Hướng dẫn tính toán và cách thiết kế quạt ly tâm chính xác nhất
Quạt ly tâm được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhờ khả năng tạo áp suất cao, lưu lượng khí ổn định, giúp cải thiện chất lượng không khí. Việc tính toán và thiết kế quạt ly tâm đúng cách không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất mà còn tiết kiệm chi phí vận hành và bảo trì. Trong bài viết này, iFan Group sẽ hướng dẫn chi tiết cách tính toán và thiết kế quạt ly tâm một cách chính xác nhất.
Quạt ly tâm hoạt động dựa trên nguyên lý dùng lực ly tâm để hút tạp chất, khói và bụi, đồng thời cung cấp không khí tươi vào không gian. Không khí được hút vào theo hướng trục và đẩy ra quanh vỏ quạt nhờ lực ly tâm.
Quạt có cơ chế hút ở một đầu và thổi ra ở đầu còn lại. Sau khi tạp chất được hút vào, chúng bị đẩy ra theo hướng vuông góc với trục cánh quạt. Hướng gió của quạt có thể được điều chỉnh tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng.
Quạt ly tâm dựa vào lực ly tâm để hút các tạp chất, khói và bụi, đồng thời cung cấp khí tươi
Cách tính toán thiết kế quạt ly tâm
Công thức tính toán quạt công nghiệp ly tâm trong lý thuyết được biểu diễn như sau:
Momen xoay: T = m(R2Vθ2 – R1Vθ1)
Công suất: P = m(R2Vθ2 – R1Vθ1) x ω
Năng lượng (hay cột áp): h = U2Vθ2/g
Trong đó:
ω là tốc độ quay của quạt.
V1 là vận tốc tuyệt đối tại đầu vào.
U1 là tốc độ pháp tuyến của cánh quạt ở đầu vào, với u1 = ωr1.
W1 là tốc độ dọc theo cánh quạt (hay còn gọi là vận tốc kéo theo).
Vθ1 và Vθ2 là tốc độ xoay của dòng.
Cách tính toán quạt ly tâm
Quy trình thiết kế quạt ly tâm
Quy trình 7 bước thiết kế quạt ly tâm tiêu chuẩn và đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt cụ thể như sau:
Quy trình thiết kế quạt ly tâm gồm 7 bước chính
Xác định yêu cầu kỹ thuật
Trước khi bắt đầu thiết kế, việc xác định rõ các yêu cầu kỹ thuật là rất quan trọng. Khách hàng cần xem xét các yếu tố như lưu lượng khí, áp suất, hiệu suất, kích thước, độ ồn, điều kiện môi trường làm việc và các yêu cầu đặc biệt khác.
Lựa chọn quạt phù hợp
Dựa trên yêu cầu về lưu lượng và cột áp, chọn loại quạt ly tâm thích hợp như quạt hút hướng tâm, quạt ly tâm đa tầng hoặc quạt ly tâm cánh nghiêng,… nhằm đảm bảo hiệu suất tối ưu và tiết kiệm chi phí.
Thiết kế cánh quạt
Cần xác định hình dáng, số lượng, độ nghiêng, dày,… của cánh quạt để tối ưu hóa hiệu suất khi động học của quạt.
Sử dụng phần mềm mô phỏng CFD (Computational Fluid Dynamics) để nghiên cứu dòng chảy và thay đổi, điều chỉnh thiết kế sao cho phù hợp.
Thiết kế cánh quạt ly tâm
Thiết kế vỏ quạt
Xác định kích thước, hình dáng, chất liệu của vỏ quạt nhằm đảm bảo độ bền, khả năng chịu áp lực và hiệu quả lưu thông khí.
Thiết kế thêm một số chi tiết của vỏ quạt như: cửa hút, cửa thổi, cửa xả bụi.
Thiết kế vỏ quạt ly tâm
Thiết kế trục quạt
Xác định kích thước, ổ đỡ và vật liệu của trục quạt nhằm đảm bảo độ cứng, khả năng chịu tải và giảm tiếng ồn.
Thiết kế các chi tiết kết nối giữa trục quạt, cánh quạt và động cơ.
Thiết kế trục quạt ly tâm
Lựa chọn động cơ
Chọn động cơ điện phù hợp với công suất yêu cầu của quạt và điều kiện hoạt động.
Thiết kế hệ thống truyền động từ động cơ tới trục quạt qua dây đai, khớp nối hoặc hộp số.
Tính toán kích thước và đường kính quạt
Sử dụng các công thức và phần mềm chuyên dụng để tính toán các thông số khí động học, hiệu suất và độ ồn của quạt
Từ đó điều chỉnh thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu tiếng ồn, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu đặt ra.
Công cụ hỗ trợ tối ưu hoá hiệu suất khi thiết kế quạt ly tâm
Tối ưu hóa hiệu suất của quạt ly tâm là một quy trình phức tạp, đòi hỏi sự kết hợp từ nhiều yếu tố. Sử dụng các phần mềm hỗ trợ chuyên dụng có thể cải thiện hiệu suất, tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí vận hành. Dưới đây là 3 phần mềm hỗ trợ tối ưu hóa hiệu suất thiết kế quạt ly tâm phổ biến:
Phần mềm mô phỏng CFD (Computational Fluid Dynamics): Mô phỏng luồng không khí trong quạt để đánh giá hiệu suất khí động học và xác định các khu vực cần cải thiện.
Phần mềm thiết kế CAD: Hỗ trợ thiết kế cánh và vỏ quạt với độ chính xác cao, giúp tối ưu hóa hình dạng khí động học.
Thiết bị đo lường: Dùng để đo lưu lượng, áp suất, hiệu suất và các thông số khác của quạt, từ đó đánh giá hiệu quả vận hành và điều chỉnh thiết kế khi cần thiết.
Để thiết kế quạt ly tâm chính xác, cần nắm vững các bước từ xác định yêu cầu kỹ thuật đến lựa chọn động cơ và tính toán hiệu suất. Mỗi bước đều quan trọng để đảm bảo quạt hoạt động hiệu quả và tiết kiệm chi phí.
Nếu quý khách hàng đang cần tìm giải pháp về thiết kế, cung cấp và lắp đặt quạt ly tâm, iFan Group là đơn vị uy tín, chuyên nghiệp, sẵn sàng đáp ứng mọi yêu cầu kỹ thuật khắt khe nhất. Hãy liên hệ ngay với chúng tôi qua hotline 0903 636 639 để được tư vấn và hỗ trợ chi tiết!
Bình luận